基于有限元比亞迪F3制動器的設(shè)計[三維PROE]【雙向雙領(lǐng)蹄式 后輪鼓式】【5張CAD圖紙+PDF圖】

喜歡這套資料就充值下載吧。資源目錄里展示的都可在線預(yù)覽哦。下載后都有，請放心下載，文件全都包含在內(nèi)，【有疑問咨詢QQ:414951605 或 1304139763】=喜歡這套資料就充值下載吧。資源目錄里展示的都可在線預(yù)覽哦。下載后都有，請放心下載，文件全都包含在內(nèi)，【有疑問咨詢QQ:414951605 或 1304139763】= 畢業(yè)論文指導(dǎo)教師評分表學生姓名盧鴻磊院系汽車與交通工程學院專業(yè)、班級車輛工程B07-2班指導(dǎo)教師姓名王永梅職稱講師從事專業(yè)車輛工程是否外聘是否題目名稱基于有限元比亞迪F3制動器的設(shè)計序號評 價 項 目滿分得分1選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況；題目難易度102題目工作量；選題的理論意義或?qū)嶋H價值103查閱文獻資料能力；綜合運用知識能力154研究方案的設(shè)計能力；研究方法和手段的運用能力；外文應(yīng)用能力255文題相符程度；寫作水平156寫作規(guī)范性；篇幅；成果的理論或?qū)嶋H價值；創(chuàng)新性157科學素養(yǎng)、學習態(tài)度、紀律表現(xiàn)；畢業(yè)論文進度10得 分 X= 評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點）工作態(tài)度： 好 較好 一般 較差 很差研究能力或設(shè)計能力：強 較強 一般 較弱 很弱工作量： 大 較大 適中 較少 很少規(guī)范性： 好 較好 一般 較差 很差成果質(zhì)量（研究方案、研究方法、正確性）：好 較好 一般 較差 很差其他： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師評分表學生姓名盧鴻磊院系汽車與交通工程學院專業(yè)、班級車輛工程B07-2班指導(dǎo)教師姓名王永梅職稱講師從事專業(yè)車輛工程是否外聘是否題目名稱基于有限元比亞迪F3制動器的設(shè)計序號評 價 項 目滿分得分1選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況；題目難易度102題目工作量；題目與工程實踐、社會實際、科研與實驗室建設(shè)等的結(jié)合程度103綜合運用知識能力（設(shè)計涉及學科范圍，內(nèi)容深廣度及問題難易度）；應(yīng)用文獻資料能力154設(shè)計（實驗）能力；計算能力（數(shù)據(jù)運算與處理能力）；外文應(yīng)用能力205計算機應(yīng)用能力；對實驗結(jié)果的分析能力（或綜合分析能力、技術(shù)經(jīng)濟分析能力）106插圖（圖紙）質(zhì)量；設(shè)計說明書撰寫水平；設(shè)計的實用性與科學性；創(chuàng)新性207設(shè)計規(guī)范化程度（設(shè)計欄目齊全合理、SI制的使用等）58科學素養(yǎng)、學習態(tài)度、紀律表現(xiàn)；畢業(yè)論文進度10得 分 X= 評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點）工作態(tài)度： 好 較好 一般 較差 很差研究能力或設(shè)計能力：強 較強 一般 較弱 很弱工作量： 大 較大 適中 較少 很少說明書規(guī)范性： 好 較好 一般 較差 很差圖紙規(guī)范性： 好 較好 一般 較差 很差成果質(zhì)量（設(shè)計方案、設(shè)計方法、正確性）好 較好 一般 較差 很差其他： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 畢業(yè)論文評閱人評分表學生姓名盧鴻磊專業(yè)班級車輛工程B07-2班指導(dǎo)教師姓名王永梅職稱講師題目基于有限元比亞迪F3制動器的設(shè)計評閱組或預(yù)答辯組成員姓名出席人數(shù)序號評 價 項 目滿分得分1選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況；題目難易度152題目工作量；選題的理論意義或?qū)嶋H價值103查閱文獻資料能力；綜合運用知識能力204研究方案的設(shè)計能力；研究方法和手段的運用能力；外文應(yīng)用能力255文題相符程度；寫作水平156寫作規(guī)范性；篇幅；成果的理論或?qū)嶋H價值；創(chuàng)新性15得 分 Y= 評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點）回答問題： 正確 基本正確 基本不正確 不能回答所提問題研究能力或設(shè)計能力：強 較強 一般 較弱 很弱工作量： 大 較大 適中 較少 很少規(guī)范性： 好 較好 一般 較差 很差成果質(zhì)量（研究方案、研究方法、正確性）：好 較好 一般 較差 很差其他： 評閱人或預(yù)答辯組長簽字： 年 月 日注：畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱可以采用2名評閱教師評閱或集體評閱或預(yù)答辯等形式。 畢業(yè)設(shè)計評閱人評分表學生姓名盧鴻磊專業(yè)班級車輛工程B07-2班指導(dǎo)教師姓名王永梅職稱講師題目基于有限元比亞迪F3制動器的設(shè)計評閱組或預(yù)答辯組成員姓名出席人數(shù)序號評 價 項 目滿分得分1選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況；題目難易度102題目工作量；題目與工程實踐、社會實際、科研與實驗室建設(shè)等的結(jié)合程度103綜合運用知識能力（設(shè)計涉及學科范圍，內(nèi)容深廣度及問題難易度）；應(yīng)用文獻資料能力154設(shè)計（實驗）能力；計算能力（數(shù)據(jù)運算與處理能力）；外文應(yīng)用能力255計算機應(yīng)用能力；對實驗結(jié)果的分析能力（或綜合分析能力、技術(shù)經(jīng)濟分析能力）156插圖（圖紙）質(zhì)量；設(shè)計說明書撰寫水平；設(shè)計的實用性與科學性；創(chuàng)新性207設(shè)計規(guī)范化程度（設(shè)計欄目齊全合理、SI制的使用等）5得 分 Y= 評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點）回答問題： 正確 基本正確 基本不正確 不能回答所提問題研究能力或設(shè)計能力：強 較強 一般 較弱 很弱工作量： 大 較大 適中 較少 很少說明書規(guī)范性： 好 較好 一般 較差 很差圖紙規(guī)范性： 好 較好 一般 較差 很差成果質(zhì)量（設(shè)計方案、設(shè)計方法、正確性）好 較好 一般 較差 很差其他： 評閱人或預(yù)答辯組長簽字： 年 月 日注：畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱可以采用2名評閱教師評閱或集體評閱或預(yù)答辯等形式。畢業(yè)論文答辯評分表學生姓名盧鴻磊專業(yè)班級車輛工程B07-2班指導(dǎo)教師王永梅職 稱講師題目 基于有限元比亞迪F3制動器的設(shè)計答辯時間月 日 時答辯組成員姓名出席人數(shù)序號評 審 指 標滿分得分1選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況，題目難易度、工作量、理論意義或價值102研究方案的設(shè)計能力、研究方法和手段的運用能力、綜合運用知識的能力、應(yīng)用文獻資料和外文的能力203論文撰寫水平、文題相符程度、寫作規(guī)范化程度、篇幅、成果的理論或?qū)嶋H價值、創(chuàng)新性154畢業(yè)論文答辯準備情況55畢業(yè)論文自述情況206畢業(yè)論文答辯回答問題情況30總 分 Z= 答辯過程記錄、評語：自述思路與表達能力：好 較好 一般 較差 很差回答問題： 正確 基本正確 基本不正確 不能回答所提問題研究能力或設(shè)計能力：強 較強 一般 較弱 很弱工作量： 大 較大 適中 較少 很少規(guī)范性： 好 較好 一般 較差 很差成果質(zhì)量（研究方案、研究方法、正確性）：好 較好 一般 較差 很差其他： 答辯組長簽字： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計答辯評分表學生姓名盧鴻磊專業(yè)班級車輛工程B07-2班指導(dǎo)教師王永梅職 稱講師題目 基于有限元比亞迪F3制動器的設(shè)計答辯時間月 日 時答辯組成員姓名出席人數(shù)序號評 審 指 標滿分得分1選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況，題目難易度、工作量、與實際的結(jié)合程度102設(shè)計（實驗）能力、對實驗結(jié)果的分析能力、計算能力、綜合運用知識能力103應(yīng)用文獻資料、計算機、外文的能力104設(shè)計說明書撰寫水平、圖紙質(zhì)量，設(shè)計的規(guī)范化程度（設(shè)計欄目齊全合理、SI制的使用等）、實用性、科學性和創(chuàng)新性155畢業(yè)設(shè)計答辯準備情況56畢業(yè)設(shè)計自述情況207畢業(yè)設(shè)計答辯回答問題情況30總 分 Z= 答辯過程記錄、評語：自述思路與表達能力：好 較好 一般 較差 很差回答問題： 正確 基本正確 基本不正確 不能回答所提問題研究能力或設(shè)計能力：強 較強 一般 較弱 很弱工作量： 大 較大 適中 較少 很少說明書規(guī)范性： 好 較好 一般 較差 很差圖紙規(guī)范性： 好 較好 一般 較差 很差成果質(zhì)量（設(shè)計方案、設(shè)計方法、正確性）好 較好 一般 較差 很差其他： 答辯組長簽字： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）成績評定表學生姓名盧鴻磊性別男院系汽車與交通工程學院專業(yè)車輛工程班級B07-2班設(shè)計（論文）題目基于有限元比亞迪F3制動器的設(shè)計平時成績評分（開題、中檢、出勤）指導(dǎo)教師姓名職稱指導(dǎo)教師評分（X）評閱教師姓名職稱評閱教師評分（Y）答辯組組長職稱答辯組評分（Z）畢業(yè)設(shè)計（論文）成績百分制五級分制答辯委員會評語：答辯委員會主任簽字（蓋章）： 院系公章： 年 月 日注：1、平時成績（開題、中檢、出勤）評分按十分制填寫，指導(dǎo)教師、評閱教師、答辯組評分按百分制填寫，畢業(yè)設(shè)計（論文）成績百分制=W+0.2X+0.2Y+0.5Z 2、評語中應(yīng)當包括學生畢業(yè)設(shè)計（論文）選題質(zhì)量、能力水平、設(shè)計（論文）水平、設(shè)計（論文）撰寫質(zhì)量、學生在畢業(yè)設(shè)計（論文）實施或?qū)懽鬟^程中的學習態(tài)度及學生答辯情況等內(nèi)容的評價。優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文）推薦表題 目基于有限元比亞迪F3制動器的設(shè)計類別學生姓名盧鴻磊院（系）、專業(yè)、班級汽車與交通工程學院 車輛工程B07-2班指導(dǎo)教師王永梅職 稱講師設(shè)計成果明細：答辯委員會評語：答辯委員會主任簽字（蓋章）： 院、系公章： 年 月 日備 注： 注：“類別”欄填寫畢業(yè)論文、畢業(yè)設(shè)計、其它SY-025-BY-2畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書學生姓名盧鴻磊院系汽車與交通工程學院專業(yè)、班級車輛工程B07-2班指導(dǎo)教師姓名王永梅職稱講師從事專業(yè)車輛工程是否外聘是否題目名稱基于有限元比亞迪F3制動器的設(shè)計一、設(shè)計（論文）目的、意義 制動器是汽車的重要部件，其制動性能是確保車輛行駛的主、被動安全性和提升車輛行駛的動力性決定因素之一。應(yīng)用Pro/E 軟件建立制動器主要零件的實體模型,然后利用Ansys軟件對制動器摩擦襯片有限元分析，為汽車制動器的設(shè)計與研究提供了一種方法，可縮該制動器的研發(fā)周期, 降低產(chǎn)品的研發(fā)成本, 并為進一步的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、制造及運動分析奠定了基礎(chǔ)。二、設(shè)計（論文）內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法）（一）設(shè)計內(nèi)容 根據(jù)比亞迪F3轎車的主要參數(shù)：整備質(zhì)量1200kg、質(zhì)心高度600mm、軸距2600mm、輪距1480mm、最高車速180km/h、輪胎規(guī)格195/60R15,確定制動器的總體結(jié)構(gòu)，對制動器的主要參數(shù)進行計算及強度校和，利用Pro/E軟件建立制動器三維模型裝配圖，通過干涉檢查驗證制動器設(shè)計的正確性，利用Ansys軟件對摩擦襯片有限元分析。（二）研究方法1、參考相關(guān)資料，對比各種制動器優(yōu)缺點，初步確定設(shè)計方案。2、實地考察相關(guān)類型的車，為最終設(shè)計方案提供依據(jù)。3、利用Pro/E軟件建立制動器的三維模型, 利用Ansys軟件對摩擦襯片有限元分析。三、設(shè)計（論文）完成后應(yīng)提交的成果（一）計算說明部分完成設(shè)計說明書1.5萬字。利用Pro/E軟件建立制動器三維模型裝配圖，利用Ansys軟件對摩擦襯片有限元分析。（二）圖紙部分制動器裝配圖及零件圖共一套。四、設(shè)計（論文）進度安排（1）調(diào)研、查閱相關(guān)資料、完成開題報告 第12周（2月28日3月13日） （2）確定總體設(shè)計方案 第34周（3月14日3月27日） （3）對制動器參數(shù)進行設(shè)計第57周（3月28日4月17日） （4）繪制制動器的AutoCAD裝配圖、零件圖及三維裝配模型、零件模型 第89周（4月18日5月1日） （5）Ansys軟件對制動器摩擦襯片有限元分析第1012周（5月2日5月22日） （5）書寫設(shè)計說明書第1314周（5月23日6月5日） （6）設(shè)計審核、修改 第1516周（6月6日6月19日） （7）畢業(yè)設(shè)計答辯準備及答辯 第17周（6月20日6月26日） 五、主要參考資料1蔣崇賢，何明輝專用汽車設(shè)計 武漢工業(yè)大學出版社2龔曙光.ANSYS在應(yīng)力分析設(shè)計中的應(yīng)用.CAD/CAM計算機輔助設(shè)計與制造.2001，(7):70-803工程中的有限元方法(第3版)機械工業(yè)出版社，20044黃天澤，黃金陵汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計機械工業(yè)出版社，20005孫桓主編.機械設(shè)計.機械工業(yè)出版社出版6余志生 汽車理論M，機械工業(yè)出版社，19877陳家瑞主編.汽車構(gòu)造.人民交通出版社出版8吳鎮(zhèn)著.理論力學.上海:上海交通大學出版社，19979呂慧瑛.機械設(shè)計基礎(chǔ).北京:清華大學出版社，2002六、備注指導(dǎo)教師簽字：年 月 日教研室主任簽字： 年 月 日The Graduation Design for Bachelors DegreeThe Design of BYD F3 Brakes Based On Finite elemengtCandidate：Lu HongleiSpecialty：Vehicle EngineeringClass：B07-2Supervisor：Lecturer of Wang YongmeiHeilongjiang Institute of Technology2011-06Harbin本科學生畢業(yè)設(shè)計 基于有限元比亞迪F3制動器的設(shè)計系部名稱： 汽車與交通工程學院 專業(yè)班級： 車輛工程B07-2 學生姓名： 盧鴻磊 指導(dǎo)教師： 王永梅 職 稱： 講 師 黑 龍 江 工 程 學 院二一一年六月畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告設(shè)計（論文）題目:基于有限元比亞迪F3制動器的設(shè)計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院 專 業(yè) 班 級: 車輛工程B07-2班 學 生 姓 名: 盧鴻磊 導(dǎo) 師 姓 名: 王永梅 開 題 時 間: 指導(dǎo)委員會審查意見： 簽字： 年 月 日SY-025-BY-3畢業(yè)設(shè)計開題報告學生姓名盧鴻磊院系汽車與交通工程學院專業(yè)、班級車輛工程 B07-2班指導(dǎo)教師姓名王永梅職稱講師從事專業(yè)車輛工程是否外聘是否題目名稱基于有限元比亞迪F3制動器的設(shè)計一、課題研究現(xiàn)狀，選題的目的、依據(jù)和意義1、研究現(xiàn)狀 雖然在汽車制動器領(lǐng)域，盤式制動器將逐步取代鼓式制動器是必然的趨勢，但在現(xiàn)階段，鼓式制動器依然占據(jù)著很重要的位置。相對盤式制動器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對制動鉗、管路系統(tǒng)要求高，造價高等缺點，鼓式制動器不僅結(jié)構(gòu)較簡單、成本低，而且符合傳統(tǒng)設(shè)計，所以在輕、重型載貨汽車上，鼓式制動器還是在大量使用的。 鼓式相對盤式，其制動效能和散熱性要差許多。鼓式制動器的制動力穩(wěn)定性差，在不同路面上，制動力變化很大，不易于掌控。而由于散熱性能差，在制動過程中會聚集大量的熱量，制動蹄和制動鼓在高溫影響下較易發(fā)生極為復(fù)雜的變形，容易產(chǎn)生制動衰退和振抖現(xiàn)象，引起制動效率下降。另外，鼓式制動器在使用一段時間后，要定期調(diào)校剎車蹄的空隙。針對以上缺點，現(xiàn)在鼓式制動器則采取一些改進措施： 1）合理確定制動鼓的直徑 2）合理確定摩擦襯片寬度 3）合理確定輪轂散熱結(jié)構(gòu) 4）合理選擇輪胎和輪輞5）加裝氣門嘴固定卡6）采用目前較先進的技術(shù)，以防車輪過熱，如采用制動間隙自動調(diào)整臂、使用緩速器。設(shè)計中采用的是領(lǐng)從蹄式制動器，兼顧了制動器效能因數(shù)和制動器效能的穩(wěn)定性。它的工作原理是利用與車身(或車架)相連的非旋轉(zhuǎn)元件和與車輪(或傳動軸)相連的旋轉(zhuǎn)元件之間的相互摩擦來阻止車輪的轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)動的趨勢，亦即由制動踏板的踏板力通過推桿和主缸活塞，使主缸油液在一定壓力下流入輪缸，并通過兩輪缸活塞推使制動蹄繞支承銷轉(zhuǎn)動，上端向兩邊分開而以其摩擦片壓緊在制動鼓的內(nèi)圓面上。不轉(zhuǎn)的制動蹄對旋轉(zhuǎn)制動鼓產(chǎn)生摩擦力矩，從而產(chǎn)生制動力，使車輪減速直至停車。鼓式制動器是早期設(shè)計的制動系統(tǒng)，其剎車鼓的設(shè)計1902年就已經(jīng)使用在馬車上了，直到1920年左右才開始在汽車工業(yè)廣泛應(yīng)用。四輪轎車在制動過程中，由于慣性的作用，前輪的負荷通常占汽車全部負荷的70%-80%，前輪制動力要比后輪大，后輪起輔助制動作用，因此轎車生產(chǎn)廠家為了節(jié)省成本，就采用前盤后鼓的制動方式。目前使用計算機輔助設(shè)計已經(jīng)成為如今研究現(xiàn)狀，也必將成為以后的發(fā)展趨勢，計算機輔助設(shè)計的使用可降低工程設(shè)計成本的13%30%，減少產(chǎn)品設(shè)計到投產(chǎn)的時間30%60%，增加分析問題的深度和廣度335倍，提高作業(yè)生產(chǎn)率40%70%，提高設(shè)備利用率23倍，減少加工過程30%60%,降低人工成本5%20%。以PTC公司的Pro/Engineer為代表的基于特征的參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)的問市給機械設(shè)計自動化奠定了堅實的現(xiàn)實基礎(chǔ)，使得它變得其實可行。近年來在計算機技術(shù)和數(shù)值分析方法支持下發(fā)展起來的有限元分析（FEA，F(xiàn)inite Element Analysis）方法則為解決這些復(fù)雜的工程分析計算問題提供了有效的途徑。我國在九五計劃期間大力推廣CAD技術(shù)，機械行業(yè)大中型企業(yè)CAD的普及率從八五末的20%提高到目前的70%。隨著企業(yè)CAD應(yīng)用的普及，工程技術(shù)人員已逐步甩掉圖板，而將主要精力投身如何優(yōu)化設(shè)計，提高工程和產(chǎn)品質(zhì)量，計算機輔助工程分析（CAE，Computer Aided Engineering）方法和軟件將成為關(guān)鍵的技術(shù)要素。在工程實踐中，有限元分析軟件與CAD系統(tǒng)的集成應(yīng)用使設(shè)計水平發(fā)生了質(zhì)的飛躍，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：增加設(shè)計功能，減少設(shè)計成本；縮短設(shè)計和分析的循環(huán)周期； 增加產(chǎn)品和工程的可靠性； 采用優(yōu)化設(shè)計，降低材料的消耗或成本； 在產(chǎn)品制造或工程施工前預(yù)先發(fā)現(xiàn)潛在的問題； 模擬各種試驗方案，減少試驗時間和經(jīng)費； 進行機械事故分析，查找事故原因。 在大力推廣CAD技術(shù)的今天，從自行車到航天飛機，所有的設(shè)計制造都離不開有限元分析計算，F(xiàn)EA在工程設(shè)計和分析中將得到越來越廣泛的重視。汽車的任何零部件都可以根據(jù)其所要求的性能對其進行有限元分析,尋找最優(yōu)的設(shè)計方案, 以做到既能降低生產(chǎn)成本, 又能提高其性能, 達到最優(yōu)的結(jié)合。例如,美國的ANSYS 公司已經(jīng)利用有限元分析軟件ANSYS 進行了鋼板彈簧精確設(shè)計; 上海匯眾汽車制造有限公司利用有限元分析軟件ANSYS 進行油門踏板桿材料的斷裂優(yōu)化分析以解決國產(chǎn)化材料的替代等等。汽車工業(yè)代表著一個國家制造業(yè)發(fā)展的水平,世界經(jīng)濟大國的經(jīng)濟發(fā)展無一不與汽車工業(yè)有著極為密切的關(guān)系;作為世界經(jīng)濟大國的美國的汽車就一直處于汽車行業(yè)領(lǐng)頭地位。作為制造業(yè)的中堅,汽車工業(yè)一直是以有限元為主的CAE技術(shù)應(yīng)用的先鋒。既然汽車的發(fā)展與有限元技術(shù)的應(yīng)用有如此密切的聯(lián)系,故必須要加大對此項技術(shù)的投入;不但要加大資金的投入,而且一定要加大人力資源的投入,培養(yǎng)一批熟練掌握并能更進一步開發(fā)此項技術(shù)的人才。2、依據(jù)、目的和意義汽車制動性能是確保車輛行駛的主、被動安全性和提升車輛行駛的動力性決定因素之一。汽車作為陸地上的現(xiàn)代重要交通工具，由許多保證其性能的大部件，即所謂“總成”組成，制動系就是其中一個重要的總成，它直接影響汽車的安全性。隨著高速公路的快速發(fā)展和車流密度的日益增大，交通事故也不斷增加。據(jù)有關(guān)資料介紹，在由于車輛本身的問題而造成的交通事故中，制動系統(tǒng)故障引起的事故為總數(shù)的45%?？梢?，制動系統(tǒng)是保證行車安全的極為重要的一個系統(tǒng)。此外，制動系統(tǒng)的好壞還直接影響車輛的平均車速和車輛的運輸效率，也就是保證運輸經(jīng)濟效益的重要因素。制動系既可以使行駛中的汽車減速，又可保證停車后的汽車能駐留原地不動。由此可見，汽車制動系對于汽車行駛的安全性，停車的可靠性和運輸經(jīng)濟效益起著重要的保證作用。當今，隨著高速公路網(wǎng)的不斷擴展、汽車車速的提高以及車流密度的增大，對汽車制動系的工作可靠性要求顯得日益重要。只有制動性能良好和制動系工作可靠的汽車才能充分發(fā)揮出其高速行駛的動力性能并保證行駛的安全性。由此可見，制動系是汽車非常重要的組成部分，從而對汽車制動系的機構(gòu)分析與設(shè)計計算也就顯得非常重要了。鼓式制動器是應(yīng)用非常廣泛的一種制動器，有其優(yōu)良的制動效果及簡單的結(jié)構(gòu)形式。應(yīng)用Pro/E 軟件建立鼓式制動器主要零件的實體模型, 并完成虛擬裝配，然后利用Ansys軟件對制動器摩擦襯片有限元分析，為鼓式制動器的設(shè)計與研究提供了一種方法,，可縮短鼓式制動器的研發(fā)周期, 降低產(chǎn)品的研發(fā)成本, 并為以后進一步的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、制造及運動分析奠定了基礎(chǔ)。對于我來說，車輛工程本科畢業(yè)能做好這樣一個設(shè)計，對今后的工作是非常寶貴的一次設(shè)計經(jīng)驗，能為我以后的工作奠定基礎(chǔ)，作為本科時代一個完美的結(jié)束，我會盡力做好制動器的設(shè)計，完美完成這一項意義非凡的設(shè)計。二、設(shè)計的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題1、基本內(nèi)容(1)基本參數(shù)：軸距2600mm；車輪滾動直徑：615mm；輪距前/后：1480/1460；整備質(zhì)量：1200kg；空載是前軸分配負荷 60%；空載是質(zhì)心高度：600mm；最高車速：180km/h；最大爬坡度：21%（12度左右）；最小轉(zhuǎn)向直徑：10.2m；最大功率/轉(zhuǎn)速：78/6000 kw/rpm 最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速：134/4500 n*m/rpm ；輪胎型號：195/60R15（2）研究目的意義、技術(shù)現(xiàn)狀、存在問題及發(fā)展趨勢（3）總體結(jié)構(gòu)設(shè)計（4）確定鼓式制動器的各個參數(shù)并進行校核（5）運用pro/e軟件進行實體建摸（6）對鼓式制動器的摩擦襯片進行有限元分析（7）總結(jié)設(shè)計過程，完成設(shè)計說明書2、擬解決的主要問題（1）鼓式制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定（2）鼓式制動器關(guān)鍵部件的計算與校核（2）鼓式制動器的AutoCAD圖紙的繪制（3）鼓式制動器的三維模型的建立（4）有限元對摩擦襯片的應(yīng)力分析三、技術(shù)路線（研究方法）調(diào)研并查閱相關(guān)資料確定總體設(shè)計方案參數(shù)設(shè)計鼓式制動器的結(jié)構(gòu)設(shè)計摩擦襯片的強度校核和分析輪缸、領(lǐng)蹄、制動鼓等三維建模運用ANSYS進行分析完成畢業(yè)設(shè)計和設(shè)計說明書四、論文進度安排（1）調(diào)研、查閱相關(guān)資料、完成開題報告 第12周（2月28日3月13日） （2）確定總體設(shè)計方案 第34周（3月14日3月27日） （3）對制動器參數(shù)進行設(shè)計第57周（3月28日4月17日） （4）繪制制動器的AutoCAD裝配圖、零件圖及三維裝配模型、零件模型 第89周（4月18 日5月1日） （5）Ansys軟件對制動器摩擦襯片有限元分析第1012周（5月2日5月22日） （5）書寫設(shè)計說明書第1314周（5月23日6月5日） （6）設(shè)計審核、修改 第1516周（6月6日6月19日） （7）畢業(yè)設(shè)計答辯準備及答辯 第17周（6月20日6月26日） 五、參考文獻1 張健,雷雨成,衛(wèi)修敬. 領(lǐng)從蹄式鼓式制動器制動力矩計算方法研究J. 長沙交通學院學報 , 2001,(03) . 2 中南林學院學報, Journal of Central South Forestry Universith, 編輯部郵箱 2000年 04期3 羅慶生,韓寶玲,李偉楷. 汽車鼓式制動器裝配動畫的計算機擬實制作J. 交通與計算機 , 2001,(02) .4 毛智東,王學林,胡于進,李成剛. 鼓式制動器接觸分析J. 華中科技大學學報(自然科學版) , 2002,(07) .5 蔣崇賢，何明輝專用汽車設(shè)計 武漢工業(yè)大學出版社6 龔曙光.ANSYS在應(yīng)力分析設(shè)計中的應(yīng)用.CAD/CAM計算機輔助設(shè)計與制造.2001，(7):70-807 工程中的有限元方法(第3版)機械工業(yè)出版社，20048 孫桓主編.機械設(shè)計.機械工業(yè)出版社出版，20079 余志生汽車理論M，機械工業(yè)出版社，200710 陳家瑞主編.汽車構(gòu)造.人民交通出版社出版，200511 吳鎮(zhèn)著.理論力學.上海:上海交通大學出版社，200712 呂慧瑛.機械設(shè)計基礎(chǔ).北京:清華大學出版社，2002E. 13 龔洪. 影響制動器性能因數(shù)及設(shè)計方法探討 J. 汽車科技, 2003.0514 吳迎學. 汽車鼓式制動器的模糊優(yōu)化設(shè)計J. 中南林學院學報 , 2000,(04) 15 五十鈴制動器總成 J. 機電新產(chǎn)品導(dǎo)報, 2004.（S1）16 宋建桐; 朱春紅; 黎蘭豪崎;自適應(yīng)制動系統(tǒng)原理與功能淺析J. 輕型汽車技術(shù) 2010，（z4）17 AMikkolaUsing the Simulation Model for Identification of the Fatigue Parameters of Hydraulically Drive Log CraneJJournal of Mechanical Design，2001，123(5)：12513118 AMikkola，HHandroos，ENiemiUsing Ansyssimulation for Predicting Dynamic Force Hi stories for the Fatigue Analysis of a Log CraneRFinland：Lappeenranta University of Technology，2003六、備注指導(dǎo)教師意見：簽字： 年 月 日黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計摘 要本論文是根據(jù)國內(nèi)汽車市場的發(fā)展情況，以及隨著汽車保有量的增加所帶來的安全問題也越來越引起人們的注意，而制動系統(tǒng)則是汽車主動安全性的重要系統(tǒng)之一。因此，如何開發(fā)出高性能鼓式制動器來完善制動系統(tǒng)，為安全行駛提供保障是我要解決的主要問題。另外，隨著汽車市場競爭的加劇，如何縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高設(shè)計效率，降低成本等，提高產(chǎn)品的市場競爭力，已經(jīng)成為企業(yè)成功的關(guān)鍵。本設(shè)計說明書主要介紹了以比亞迪F3轎車為研究對象從而進行鼓式制動器的設(shè)計。首先介紹了鼓式制動器的發(fā)展及其結(jié)構(gòu)，并通過對鼓式制動器和盤式制動器的結(jié)構(gòu)及優(yōu)缺點進行分析。最終確定采用雙向雙領(lǐng)蹄式鼓式制動器。在計算出設(shè)計參數(shù)后，通過PRO/E三維制圖軟件建立模型，用ANSYS軟件進行對摩擦片的校核分析。關(guān)鍵詞：制動鼓；摩擦片；制動蹄；安全性；PRO/EABSTRACTThis paper is based on the development of the domestic automobile market, as well as with the increase of cars in the security issues brought about by more and more attention, and automotive braking system is an important active safety systems in the world. Therefore, how to develop high-performance drum brake to improve braking systems, provide protection for safe driving is my main problem to be solved. In addition, as the auto market competition, how to shorten the product development cycle and improve design efficiency and reduce costs, and increase market competitiveness, has become the key to success.The main specification of the design introduced in order to study BYD F3 car in order to carry out the design of drum brake. First introduced the development of brake drum and its structure, and through the drum brake and disc brake structure and analysis of advantages and disadvantages. Ultimately determine the use of lead from the hoof-style drum brakes. In the calculation of design parameters, through the PRO / E model of three-dimensional graphics software, using ANSYS software to check on the analysis of friction films.Key words: Brake drum; Friction plate; Brake shoe; Safety;PRO/EIISY-025-BY-5畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表填表日期2011年 4月 20 日迄今已進行 8 周剩余 8 周學生姓名盧鴻磊院系汽車與交通工程學院專業(yè)、班級車輛工程B07-2班指導(dǎo)教師姓名王永梅職稱講師從事專業(yè)車輛工程是否外聘是否題目名稱基于有限元比亞迪F3制動器的設(shè)計指導(dǎo)教師填寫畢業(yè)設(shè)計（論文）工作進度已完成主要內(nèi)容待完成主要內(nèi)容調(diào)研、資料收集，完成開題報告；確定鼓式制動器的設(shè)計方案和類型；計算出鼓式制動器的相關(guān)參數(shù)，確定鼓式制動器的相關(guān)尺寸；利用AutoCAD完成裝配圖的繪制；利用PRO/E軟件對鼓式制動器的零件進行建模。完善裝配圖；利用AutoCAD進行零件圖的繪制；完成Pro/E模型的裝配；利用Ansys完成對主要部件的分析；完成設(shè)計說明書。存在問題及努力方向?qū)氖街苿悠髁慵娜S建模仍存在很多問題，通過學習努力完成好三維建模。 學生簽字：指導(dǎo)教師意 見指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日教研室意 見 教研室主任簽字： 年 月 日黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計目 錄摘要Abstract第1章 緒論11.1設(shè)計的目的及意義.11.2 研究現(xiàn)狀.1 1.3預(yù)期目標3 1.4 設(shè)計主要內(nèi)容.4第2章 總體方案的確定52.1 制動器形式方案分析.52.2 鼓式制動器.5 2.3盤式制動器.8 2.4 制動器形式的確定.9 2.5 本章小結(jié).9第3章 鼓式制動器的設(shè)計計算103.1 制動器系統(tǒng)主要參數(shù)數(shù)值10 3.1.1 相關(guān)主要技術(shù)參數(shù).10 3.1.2 同步附著系數(shù)的分析.103.2制動器有關(guān)計算.11 3.2.1 地面對車輪的法向相反作用力.11 3.2.2 前后軸制動力的確定.11 3.2.3 制動器最大制動力矩的確定.133.3 鼓式制動器的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算.14 3.3.1 制動鼓內(nèi)徑.14 3.3.2 制動鼓壁厚.15 3.3.3 摩擦襯片的寬度和包角.16 3.3.4 摩擦襯片的起始角.17 3.3.5 摩擦襯片的摩擦系數(shù).173.4 鼓式制動器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計17 3.4.1制動鼓摩擦襯片的摩擦系數(shù).17 3.4.2制動蹄.17 3.4.3 制動底板.18 3.4.4 后輪制動輪缸直徑與工作容積的設(shè)計.183.5 制動性能分析.19 3.5.1 制動性能評價指標.19 3.5.2 制動效能.19 3.5.3 制動效能恒定性.19 3.5.4 制動時汽車的方向穩(wěn)定性.19 3.5.5 制動器制動力分配曲線分析.20 3.5.6 制動減速度.21 3.5.7 制動距離.21 3.5.8 摩擦襯片的磨損特性計算. .21 3.5.9 駐車制動計算.233.6 本章小結(jié).24第4章 鼓式制動器的三維建模254.1 制動蹄的建模.254.2 摩擦片的建模.274.3 拉力彈簧建模.284.4 制動輪缸的建模.294.5 制動底板的建模.294.6 制動鼓建模.304.7 制動輪缸放氣螺栓建模.314.8 制動輪缸油管接頭的建模.324.9 鼓式制動器的裝配及分解.334.10干涉檢查.354.11本章小結(jié)35第 5章 有限元分析365.1摩擦片的有限元分析.36 5.1.1 Ansys與Pro/E連接的建立.36 5.1.2 Pro/E導(dǎo)出IGES(*.Igs).37 5.1.3將摩擦片Pro/E模型導(dǎo)入Ansys.37 5.1.4將摩擦片進行網(wǎng)格劃分.38 5.1.5對摩擦片加載求解.495.2制動鼓的有限元分析40 5.2.1將制動鼓進行網(wǎng)格劃分.40 5.2.2對制動鼓加載求解.415.3本章小結(jié).42結(jié)論43參考文獻 44致謝45附錄.46 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計第1章 緒 論1.1設(shè)計的目的及意義汽車是現(xiàn)代交通工具中用得最多，最普遍，也是最方便的交通運輸工具。汽車制動系是汽車底盤上的一個重要系統(tǒng),它是制約汽車運動的裝置。而制動器又是制動系中直接作用制約汽車運動的一個關(guān)鍵裝置，是汽車上最重要的安全件。汽車的制動性能直接影響汽車的行駛安全性。隨著公路業(yè)的迅速發(fā)展和車流密度的日益增大,人們對安全性、可靠性要求越來越高，為保證人身和車輛的安全,必須為汽車配備十分可靠的制動器1。通過查閱相關(guān)的資料，運用專業(yè)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，確定以比亞迪F3轎車的制動系統(tǒng)為基本的為其設(shè)計鼓式制動器的設(shè)計方案，進行部件的設(shè)計計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計。使其達到以下要求：具有足夠的制動效能以保證汽車的安全性；同時在材料的選擇上盡量采用對人體無害的材料。1.2研究現(xiàn)狀雖然在汽車制動器領(lǐng)域，盤式制動器將逐步取代鼓式制動器是必然的趨勢，但在現(xiàn)階段，鼓式制動器依然占據(jù)著很重要的位置。相對盤式制動器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對制動鉗、管路系統(tǒng)要求高，造價高等缺點，鼓式制動器不僅結(jié)構(gòu)較簡單、成本低，而且符合傳統(tǒng)設(shè)計，所以在輕、重型載貨汽車上，鼓式制動器還是在大量使用的。 鼓式相對盤式，其制動效能和散熱性要差許多。鼓式制動器的制動力穩(wěn)定性差，在不同路面上，制動力變化很大，不易于掌控。而由于散熱性能差，在制動過程中會聚集大量的熱量，制動蹄和制動鼓在高溫影響下較易發(fā)生極為復(fù)雜的變形，容易產(chǎn)生制動衰退和振抖現(xiàn)象，引起制動效率下降。另外，鼓式制動器在使用一段時間后，要定期調(diào)校剎車蹄的空隙。針對以上缺點，現(xiàn)在鼓式制動器則采取一些改進措施： 1）合理確定制動鼓的直徑 2）合理確定摩擦襯片寬度 3）合理確定輪轂散熱結(jié)構(gòu) 4）合理選擇輪胎和輪輞5）加裝氣門嘴固定卡6）采用目前較先進的技術(shù)，以防車輪過熱，如采用制動間隙自動調(diào)整臂、使用緩速器。設(shè)計中采用的是領(lǐng)從蹄式制動器，兼顧了制動器效能因數(shù)和制動器效能的穩(wěn)定性。它的工作原理是利用與車身(或車架)相連的非旋轉(zhuǎn)元件和與車輪(或傳動軸)相連的旋轉(zhuǎn)元件之間的相互摩擦來阻止車輪的轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)動的趨勢，亦即由制動踏板的踏板力通過推桿和主缸活塞，使主缸油液在一定壓力下流入輪缸，并通過兩輪缸活塞推使制動蹄繞支承銷轉(zhuǎn)動，上端向兩邊分開而以其摩擦片壓緊在制動鼓的內(nèi)圓面上。不轉(zhuǎn)的制動蹄對旋轉(zhuǎn)制動鼓產(chǎn)生摩擦力矩，從而產(chǎn)生制動力，使車輪減速直至停車。鼓式制動器是早期設(shè)計的制動系統(tǒng)，其剎車鼓的設(shè)計1902年就已經(jīng)使用在馬車上了，直到1920年左右才開始在汽車工業(yè)廣泛應(yīng)用。四輪轎車在制動過程中，由于慣性的作用，前輪的負荷通常占汽車全部負荷的70%-80%，前輪制動力要比后輪大，后輪起輔助制動作用，因此轎車生產(chǎn)廠家為了節(jié)省成本，就采用前盤后鼓的制動方式。汽車制動性能是確保車輛行駛的主、被動安全性和提升車輛行駛的動力性決定因素之一。鼓式制動器是應(yīng)用非常廣泛的一種制動器，有其優(yōu)良的制動效果及簡單的結(jié)構(gòu)形式2。應(yīng)用Pro/E 軟件建立鼓式制動器主要零件的實體模型, 并完成虛擬裝配，然后利用Ansys軟件對制動器摩擦襯片有限元分析，為鼓式制動器的設(shè)計與研究提供了一種方法,，可縮短鼓式制動器的研發(fā)周期, 降低產(chǎn)品的研發(fā)成本, 并為以后進一步的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、制造及運動分析奠定了基礎(chǔ)。目前使用計算機輔助設(shè)計已經(jīng)成為如今研究現(xiàn)狀，也必將成為以后的發(fā)展趨勢，計算機輔助設(shè)計的使用可降低工程設(shè)計成本的13%30%，減少產(chǎn)品設(shè)計到投產(chǎn)的時間30%60%，增加分析問題的深度和廣度335倍，提高作業(yè)生產(chǎn)率40%70%，提高設(shè)備利用率23倍，減少加工過程30%60%,降低人工成本5%20%。以PTC公司的Pro/Engineer為代表的基于特征的參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)的問市給機械設(shè)計自動化奠定了堅實的現(xiàn)實基礎(chǔ)，使得它變得其實可行。近年來在計算機技術(shù)和數(shù)值分析方法支持下發(fā)展起來的有限元分析（FEA，F(xiàn)inite Element Analysis）方法則為解決這些復(fù)雜的工程分析計算問題提供了有效的途徑。我國在九五計劃期間大力推廣CAD技術(shù)，機械行業(yè)大中型企業(yè)CAD的普及率從八五末的20%提高到目前的70%。隨著企業(yè)CAD應(yīng)用的普及，工程技術(shù)人員已逐步甩掉圖板，而將主要精力投身如何優(yōu)化設(shè)計，提高工程和產(chǎn)品質(zhì)量，計算機輔助工程分析（CAE，Computer Aided Engineering）方法和軟件將成為關(guān)鍵的技術(shù)要素。在工程實踐中，有限元分析軟件與CAD系統(tǒng)的集成應(yīng)用使設(shè)計水平發(fā)生了質(zhì)的飛躍，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：增加設(shè)計功能，減少設(shè)計成本；縮短設(shè)計和分析的循環(huán)周期； 增加產(chǎn)品和工程的可靠性； 采用優(yōu)化設(shè)計，降低材料的消耗或成本； 在產(chǎn)品制造或工程施工前預(yù)先發(fā)現(xiàn)潛在的問題； 模擬各種試驗方案，減少試驗時間和經(jīng)費； 進行機械事故分析，查找事故原因。 在大力推廣CAD技術(shù)的今天，從自行車到航天飛機，所有的設(shè)計制造都離不開有限元分析計算，F(xiàn)EA在工程設(shè)計和分析中將得到越來越廣泛的重視。汽車的任何零部件都可以根據(jù)其所要求的性能對其進行有限元分析,尋找最優(yōu)的設(shè)計方案, 以做到既能降低生產(chǎn)成本, 又能提高其性能, 達到最優(yōu)的結(jié)合。例如,美國的ANSYS 公司已經(jīng)利用有限元分析軟件ANSYS 進行了鋼板彈簧精確設(shè)計; 上海匯眾汽車制造有限公司利用有限元分析軟件ANSYS 進行油門踏板桿材料的斷裂優(yōu)化分析以解決國產(chǎn)化材料的替代等等。汽車工業(yè)代表著一個國家制造業(yè)發(fā)展的水平,世界經(jīng)濟大國的經(jīng)濟發(fā)展無一不與汽車工業(yè)有著極為密切的關(guān)系;作為世界經(jīng)濟大國的美國的汽車就一直處于汽車行業(yè)領(lǐng)頭地位。作為制造業(yè)的中堅,汽車工業(yè)一直是以有限元為主的CAE技術(shù)應(yīng)用的先鋒。既然汽車的發(fā)展與有限元技術(shù)的應(yīng)用有如此密切的聯(lián)系,故必須要加大對此項技術(shù)的投入;不但要加大資金的投入,而且一定要加大人力資源的投入,培養(yǎng)一批熟練掌握并能更進一步開發(fā)此項技術(shù)的人才。車輛在行駛過程中要頻繁進行制動操作,由于制動性能的好壞直接關(guān)系到交通和人身安全,因此制動器的性能是車輛非常重要的性能之一,改善汽車的制動器的性能始終是汽車設(shè)計制造和使用部門的重要任務(wù)。當車輛制動時,由于車輛受到與行駛方向相反的外力,所以才導(dǎo)致汽車的速度逐漸減小至0,對這一過程中車輛受力情況的分析有助于制動系統(tǒng)的分析和設(shè)計,因此制動過程受力情況分析是車輛試驗和設(shè)計的基礎(chǔ),由于這一過程較為復(fù)雜,因此一般在實際中只能建立簡化模型分析,通常人們主要從三個方面來對制動過程進行分析和評價:(1)制動效能:即制動距離與制動減速度；(2)制動效能的恒定性:即抗熱衰退性；(3)制動時汽車的方向穩(wěn)定性；目前,對于整車制動系統(tǒng)的研究主要通過路試或臺架進行,由于在汽車道路試驗中車輪扭矩不易測量,因此,多數(shù)有關(guān)傳動系和制動系的試驗均通過間接測量來進行汽車在道路上行駛,其車輪與地面的作用力是汽車運動變化的根據(jù),在汽車道路試驗中,如果能夠方便地測量出車輪上扭矩的變化,則可為汽車整車制動系統(tǒng)性能研究提供更全面的試驗數(shù)據(jù)和性能評價2。1.3預(yù)期目標(1)具有良好的制動效能(2)具有良好的制動效能的穩(wěn)定性(3)制動時汽車操縱穩(wěn)定性好(4)制動效能的熱穩(wěn)定性好1.4設(shè)計主要內(nèi)容確定鼓式制動器的基本參數(shù)，對制動器的制動鼓、蹄片和支撐的幾何尺寸進行計算及強度校和，利用Pro/E軟件建立制動器三維模型裝配圖，通過干涉檢查驗證制動器設(shè)計的正確性，利用Ansys軟件對摩擦襯片有限元分析。制定出鼓式制動器的結(jié)構(gòu)方案，確定計算制動器的主要參數(shù)。利用計算機輔助設(shè)計繪制裝配圖和零件圖。對設(shè)計出的鼓式制動器的各項指標進行評價分析。第2章 總體方案的確定2.1制動器形式方案分析汽車制動器幾乎均為機械摩擦式，即利用旋轉(zhuǎn)元件與固定元件兩工作表面間的摩擦產(chǎn)生的制動力矩使汽車減速或停車。一般摩擦式制動器按其旋轉(zhuǎn)元件的形狀分為鼓式和盤式兩大類。2.2鼓式制動器鼓式制動器是最早形式的汽車制動器，當盤式制動器還沒有出現(xiàn)前，它已經(jīng)廣泛用于各類汽車上。鼓式制動器又分為內(nèi)張型鼓式制動器和外束型鼓式制動器兩種結(jié)構(gòu)型式。內(nèi)張型鼓式制動器的摩擦元件是一對帶有圓弧形摩擦蹄片的制動蹄，后者則安裝在制動底板上，而制動底板則緊固在前橋的前梁或后橋橋殼半袖套管的凸緣上，其旋轉(zhuǎn)的摩擦元件為制動鼓。車輪制動器的制動鼓均固定在輪鼓上。制動時，利用制動鼓的圓柱內(nèi)表面與制動蹄摩擦路片的外表面作為一對摩擦表面在制動鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，故又稱為蹄式制動器。外束型鼓式制動器的固定摩擦元件是帶有摩擦片且剛度較小的制動帶，其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為制動鼓，并利用制動鼓的外因柱表面與制動帶摩擦片的內(nèi)圓弧面作為一對摩擦表面，產(chǎn)生摩擦力矩作用于制動鼓，故又稱為帶式制動器。在汽車制動系中，帶式制動器曾僅用作一些汽車的中央制動器，但現(xiàn)代汽車已很少采用。所以內(nèi)張型鼓式制動器通常簡稱為鼓式制動器，通常所說的鼓式制動器就是指這種內(nèi)張型鼓式結(jié)構(gòu)。鼓式制動器按蹄的類型分為： 1、領(lǐng)從蹄式制動器如圖2.1所示，若圖上方的旋向箭頭代表汽車前進時制動鼓的旋轉(zhuǎn)方向(制動鼓正向旋轉(zhuǎn))，則蹄1為領(lǐng)蹄，蹄2為從蹄。汽車倒車時制動鼓的旋轉(zhuǎn)方向變?yōu)榉聪蛐D(zhuǎn)，則相應(yīng)地使領(lǐng)蹄與從蹄也就相互對調(diào)了。這種當制動鼓正、反方向旋轉(zhuǎn)時總具有一個領(lǐng)蹄和一個從蹄的內(nèi)張型鼓式制動器稱為領(lǐng)從蹄式制動器。領(lǐng)蹄所受的摩擦力使蹄壓得更緊，即摩擦力矩具有“增勢”作用，故又稱為增勢蹄；而從蹄所受的摩擦力使蹄有離開制動鼓的趨勢，即摩擦力矩具有“減勢”作用，故又稱為減勢蹄。“增勢”作用使領(lǐng)蹄所受的法向反力增大，而“減勢”作用使從蹄所受的法向反力減小3。 圖2.1 領(lǐng)從蹄式制動器 領(lǐng)從蹄式制動器的效能及穩(wěn)定性均處于中等水平，但由于其在汽車前進與倒車時的制動性能不變，且結(jié)構(gòu)簡單，造價較低，也便于附裝駐車制動機構(gòu)，故這種結(jié)構(gòu)仍廣泛用于中、重型載貨汽車的前、后輪制動器及轎車的后輪制動器。 2、雙領(lǐng)蹄式制動器若在汽車前進時兩制動蹄均為領(lǐng)蹄的制動器，則稱為雙領(lǐng)蹄式制動器。顯然，當汽車倒車時這種制動器的兩制動蹄又都變?yōu)閺奶愎仕挚煞Q為單向雙領(lǐng)蹄式制動器。如圖2.2所示，兩制動蹄各用一個單活塞制動輪缸推動，兩套制動蹄、制動輪缸等機件在制動底板上是以制動底板中心作對稱布置的，因此，兩蹄對制動鼓作用的合力恰好相互平衡，故屬于平衡式制動器4。雙領(lǐng)蹄式制動器有高的正向制動效能，但倒車時則變?yōu)殡p從蹄式，使制動效能大降。這種結(jié)構(gòu)常用于中級轎車的前輪制動器，這是因為這類汽車前進制動時，前軸的動軸荷及 附著力大于后軸，而倒車時則相反。 圖2.2 雙領(lǐng)蹄式制動器 3、雙向雙領(lǐng)蹄式制動器當制動鼓正向和反向旋轉(zhuǎn)時，兩制動助均為領(lǐng)蹄的制動器則稱為雙向雙領(lǐng)蹄式制動器。它也屬于平衡式制動器。由于雙向雙領(lǐng)蹄式制動器在汽車前進及倒車時的制動性能不變，因此廣泛用于中、輕型載貨汽車和部分轎車的前、后車輪，但用作后輪制動器時，則需另設(shè)中央制動器用于駐車制動。如圖2.3所示。 圖2.3 雙向雙領(lǐng)蹄式器 4、單向增力式制動器單向增力式制動器如圖所示兩蹄下端以頂桿相連接，第二制動蹄支承在其上端制動底板上的支承銷上。由于制動時兩蹄的法向反力 不能相互平衡，因此它居于一種非平衡式制動器。單向增力式制動器在汽車前進制動時的制動效能很高，且高于前述的各種制動器，但在倒車制動時，其制動效能卻是最低的。因此，它僅用于少數(shù)輕、中型貨車和轎車上作為前輪制動器。如圖2.4所示。 圖2.4 單向增力式制動器 5、雙向增力式制動器將單向增力式制動器的單活塞式制動輪缸換用雙活塞式制動輪缸，其上端的支承銷也作為兩蹄共用的，則成為雙向增力式制動器。對雙向增力式制動器來說，不論汽車前進制動或倒退制動，該制動器均為增力式制動器。雙向增力式制動器在大型高速轎車上用的較多，而且常常將其作為行車制動與駐車制動共用的制動器，但行車制動是由液壓經(jīng)制動輪缸產(chǎn)生制動蹄的張開力進行制動，而駐車制動則是用制動操縱手柄通過鋼索拉繩及杠桿等機械操縱系統(tǒng)進行操縱。雙向增力式制動器也廣泛用作汽車的中央制動器，因為駐車制動要求制動器正向、反向的制動效能都很高，而且駐車制動若不用于應(yīng)急制動時也不會產(chǎn)生高溫，故其熱衰退問題并不突出5。但由于結(jié)構(gòu)問題使它在制動過程中散熱和排水性能差，容易導(dǎo)致制動效率下降。因此，在轎車領(lǐng)域上己經(jīng)逐步退出讓位給盤式制動器。但由于成本比較低，仍然在一些經(jīng)濟型車中使用，主要用于制動負荷比較小的后輪和駐車制動。如圖2.5所示。 圖2.5 雙向增力式制動器2.3盤式制動器盤式制動器按摩擦副中定位原件的結(jié)構(gòu)不同可分為鉗盤式和全盤式兩大類。（1）鉗盤式鉗盤式制動器按制動鉗的結(jié)構(gòu)型式又可分為定鉗盤式制動器、浮鉗盤式制動器等。定鉗盤式制動器：這種制動器中的制動鉗固定不動，制動盤與車輪相聯(lián)并在制動鉗體開口槽中旋轉(zhuǎn)。具有下列優(yōu)點：除活塞和制動塊外無其他滑動件，易于保證制動鉗的剛度；結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般鼓式制動器相差不多，容易實現(xiàn)從鼓式制動器到盤式制動器的改革；能很好地適應(yīng)多回路制動系的要求。浮動盤式制動器：這種制動器具有以下優(yōu)點：僅在盤的內(nèi)側(cè)有液壓缸，故軸向尺寸小，制動器能進一步靠近輪轂；沒有跨越制動盤的油道或油管加之液壓缸冷卻條件好，所以制動液汽化的可能性??；成本低；浮動鉗的制動塊可兼用于駐車制動。（2）全盤式在全盤式制動器中，摩擦副的旋轉(zhuǎn)元件及固定元件均為圓形盤，制動時各盤摩擦表面全部接觸，其作用原理與摩擦式離合器相同。由于這種制動器散熱條件較差，其應(yīng)用遠沒有浮鉗盤式制動器廣泛。通過對盤式、鼓式制動器的分析比較可以得出盤式制動器與鼓式制動器比較有如下均一些突出優(yōu)點: 制動穩(wěn)定性好.它的效能因素與摩擦系數(shù)關(guān)系的K-p曲線變化平衡，所以對摩擦系數(shù)的要求可以放寬，因而對制動時摩擦面間為溫度、水的影響敏感度就低。所以在汽車高速行駛時均能保證制動的穩(wěn)定性和可靠性6。 盤式制動器制動時，汽車減速度與制動管路壓力是線性關(guān)系，而鼓式制動器卻是非線性關(guān)系。 輸出力矩平衡.而鼓式則平衡性差。 制動盤的通風冷卻較好，帶通風孔的制動盤的散熱效果尤佳，故熱穩(wěn)定性好，制動時所需踏板力也較小。 車速對踏板力的影響較小。2.4制動器形式的確定因為比亞迪F3轎車屬于家庭用經(jīng)濟型小型轎車，所以基于汽車的生產(chǎn)成本應(yīng)符合適用人群的原則，再綜合以上優(yōu)缺點最終確定比亞迪F3轎車的制動器設(shè)計采用前盤后鼓式。而我所設(shè)計的后輪鼓式制動器采用的是雙向雙領(lǐng)蹄式。2.5本章小結(jié) 本章對此次設(shè)計的總體方案進行分析，對比了目前各種制動器形式的利弊，為確定本設(shè)計的設(shè)計方案提供了依據(jù)，作為設(shè)計的開始本章顯得十分的重要，確定了制動器的形式為以后的設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。第3章 鼓式制動器的設(shè)計計算3.1制動系統(tǒng)主要參數(shù)數(shù)值3.1.1相關(guān)主要技術(shù)參數(shù) 設(shè)計鼓式制動器的參數(shù)數(shù)據(jù)是采用比亞迪F3轎車的具體參數(shù)如下： 整車質(zhì)量： 空載：1200kg 滿載：1600kg質(zhì)心位置： a=1.04m b=1.56m 質(zhì)心高度： 空載：hg=0.60m 滿載：hg=0.55m軸 距： L=2.6m輪 距: L=1.48m最高車速： 180km/h最大功率/轉(zhuǎn)速：78/6000 kw/rpm最大轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速：134/4500 Nm/rpm輪 胎： 195/60R153.1.2同步附著系數(shù)的分析(1)當時：制動時總是前輪先抱死，這是一種穩(wěn)定工況，但喪失了轉(zhuǎn)向能力；(2)當時：制動時總是后輪先抱死，這時容易發(fā)生后軸側(cè)滑而使汽車失去方向穩(wěn)定性；(3)當時：制動時汽車前、后輪同時抱死，是一種穩(wěn)定工況，但也喪失了轉(zhuǎn)向能力。分析表明，汽車在同步附著系數(shù)為的路面上制動(前、后車輪同時抱死)時，其制動減速度為，即，為制動強度。而在其他附著系數(shù)的路面上制動時，達到前輪或后輪即將抱死的制動強度這表明只有在的路面上，地面的附著條件才可以得到充分利用。根據(jù)相關(guān)資料查出轎車0.6，故取=0.7。3.2制動器有關(guān)計算3.2.1地面對車輪的法向反作用力地面作用于車輪上的制動力，即地面與輪胎之間的摩擦力，又稱為地面制動力，其方向與汽車行駛方向相反，N；車輪有效半徑，m。 令 （3.1）并稱之為制動器制動力，它是在輪胎周緣克服制動器摩擦力矩所需的力，因此又稱為制動周緣力。與地面制動力的方向相反，當車輪角速度0時，大小亦相等，且僅由制動器結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。即取決于制動器的結(jié)構(gòu)型式、尺寸、摩擦副的摩擦系數(shù)及車輪有效半徑等，并與制動踏板力即制動系的液壓或氣壓成正比。當加大踏板力以加大，和均隨之增大。但地面制動力受著附著條件的限制，其值不可能大于附著力，即 （3.2）或 （3.3）式中： 輪胎與地面間的附著系數(shù)； Z地面對車輪的法向反力。當制動器制動力和地面制動力達到附著力值時，車輪即被抱死并在地面上滑移。此后制動力矩即表現(xiàn)為靜摩擦力矩，而即成為與相平衡以阻止車輪再旋轉(zhuǎn)的周緣力的極限值。當制動到=0以后，地面制動力達到附著力值后就不再增大，而制動器制動力由于踏板力的增大使摩擦力矩增大而繼續(xù)上升(見圖3.1)。 圖3.1 制動力與踏板力的關(guān)系根據(jù)汽車制動時的整車受力分析，考慮到制動時的軸荷轉(zhuǎn)移，可求得地面對前、后軸車輪的法向反力Z1，Z2為：（1560+x6.86）8955N （3.4）（1040x6.86）2805N （3.5） 式中： G汽車所受重力； L汽車軸距；汽車質(zhì)心離前軸距離；汽車質(zhì)心離后軸距離； 汽車質(zhì)心高度； g 重力加速度； -汽車制動減速度。3.2.2前后軸制動力的確定汽車總的地面制動力為 （3.6） 式中： 制動強度，亦稱比減速度或比制動力；，前后軸車輪的地面制動力。由以上兩式可求得前、后軸車輪附著力為 （3.7） （3.8） 上式表明：汽車在附著系數(shù)為任意確定值的路面上制動時，各軸附著力即極限制動力并非為常數(shù)，而是制動強度q或總制動力的函數(shù)。當汽車各車輪制動器的制動力足夠時，根據(jù)汽車前、后軸的軸荷分配，前、后車輪制動器制動力的分配、道路附著系數(shù)和坡度情況等，制動過程可能出現(xiàn)的情況有三種，即(1)前輪先抱死拖滑，然后后輪再抱死拖滑；(2)后輪先抱死拖滑，然后前輪再抱死拖滑；(3)前、后輪同時抱死拖滑。在以上三種情況中，顯然是最后一種情況的附著條件利用得最好。由式（3.9）、式(3.10)不難求得在任何附著系數(shù)的路面上，前、后車輪同時抱死即前、后軸車輪附著力同時被充分利用的條件是= （3.9） （3.10） 式中： 前軸車輪的制動器制動力，；后軸車輪的制動器制動力，；前軸車輪的地面制動力；后軸車輪的地面制動力；，地面對前、后軸車輪的法向反力；G 汽車重力；，汽車質(zhì)心離前、后軸距離；汽車質(zhì)心高度。選取j=0.7，則：= （3.11） =x=8232N /=4.2 （3.12）由式（3.11）、式（3.12）得：=6256.32N,=1975.68N3.2.3制動器最大制動力矩的確定制動器所能產(chǎn)生的制動力矩，受車輪的計算力矩所制約，即： =6256.320.3075=1923.8Nm (3.13)=1975.680.3075=607.5 Nm (3.14)式中：前軸制動器的制動力，；后軸制動器的制動力，；一個車輪制動器應(yīng)有的最大制動力矩為按上列公式計算結(jié)果的半值。則后輪制動器應(yīng)有的最大力矩為 303.75Nm3.3鼓式制動器的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算3.3.1 制動鼓內(nèi)徑輸入力一定時，制動鼓內(nèi)徑越大，制動力矩越大，且散熱能力也越強。 圖3.2雙領(lǐng)蹄式鼓式制動器但增大D受輪輞內(nèi)徑限制，如圖3.2所示。制動鼓與輪輞之間應(yīng)保持足夠的間隙，通常要求該間隙不小于20mm否則不僅制動鼓散熱條件太差，而且輪輞受熱后可能粘住內(nèi)胎或烤壞氣門嘴。制動鼓直徑與輪輞直徑之比的范圍如下：乘用車： DDr=0.640.78貨車： DDr=0 .740 .83制動鼓內(nèi)徑尺寸應(yīng)參照專業(yè)標準ZB T24 D0589制動鼓工作直徑及制動蹄片寬度尺寸系列選取。 依據(jù)汽車后輪輪胎型號：195/60R15 于是，得輪輞直徑Dr: Dr =25.4 x 15=381 mm （1 in=25.4mm）取 DDr=0.78則制動鼓內(nèi)徑直徑:D=0.78 x Dr=0.78x381=297.18mm參照中華人民共和國專業(yè)標準 QC/T 3091999 制動鼓工作直徑及制動蹄片寬度尺寸系列，輪輞直徑15英寸的制動鼓最大內(nèi)徑不超過300mm。取 D=300mm。3.3.2 制動鼓壁厚制動鼓壁厚的選取主要是從其剛度和強度方面考慮。壁厚取大些也有利于增大其散熱容量，但試驗表明，壁厚由11mm增至20mm時，摩擦表面的平均最高溫度變化并不大。一般鑄造制動鼓的壁厚：轎車制動鼓壁厚取為712mm。貨車取為1318mm。本設(shè)計取制動鼓厚度為 n=10mm。制動鼓有鑄造的和組合式兩種。鑄造制動鼓多選用灰鑄鐵，具有機械加工容易、耐磨、熱容量大等優(yōu)點。為防止制動鼓工作時受載變形，常在制動鼓的外圓周部分鑄有肋，用來加強剛度和增加散熱效果。精確計算制動鼓壁厚既復(fù)雜又困難，所以常根據(jù)經(jīng)驗選取。3.3.3 摩擦襯片的寬度和包角摩擦襯片寬度尺寸b的選取對摩擦襯片的使用壽命有影響。襯片寬度尺寸取窄些，則磨損速度快，襯片壽命短；若襯片寬度尺寸取寬些，則質(zhì)量大，不易加工，并且增加了成本。制動鼓半徑R確定后，襯片的摩擦面積為Ap=Rb (3.15)式中: 以弧度（rad）為單位。制動器各蹄襯片總的摩擦面積Ap越大，制動時所受單位面積的正壓力和能量負荷越小，從而磨損特性越好。試驗表明，摩擦襯片包角=90100時，磨損最小，制動鼓溫度最低，且制動效能最高。角減小雖然有利于散熱，但單位壓力過高將加速磨損。實際上包角兩端處單位壓力最小，因此過分延伸襯片的兩端以加大包角，對減小單位壓力的作用不大，而且將使制動不平順，容易使制動器發(fā)生自鎖。因此，包角一般不宜大于120。?。?=108。襯片寬度b較大可以減少磨損，但過大將不易保證與制動鼓全面接觸。制動器各蹄摩擦襯片總摩擦面積越大，則制動時產(chǎn)生的單位面積越小，從而磨損也越小。根據(jù)中華人民共和國專業(yè)標準 QC/T 3091999 制動鼓工作直徑及制動蹄片寬度尺寸系列，對于（0.91.5）t的轎車，單個制動器總的摩擦面積Ap為（100200）cm2,見表3.1。這里取：Ap=150cm2.，b=64mm。 表3-1 襯片摩擦面積汽車類別汽車總質(zhì)量m/t單個制動器的襯片摩擦面積 /cm轎車0.91.51.52.5100200200300客車與貨車1.01.51.52.52.53.53.57.07.012.012.017.0120200150250250400300650550100060015003.3.4 摩擦襯片的起始角一般將襯片布置在制動碲的中央，即令=90。有時為了適應(yīng)單位壓力的分布情況，將襯片相對于最大壓力點對稱布置，以改善磨損均勻性和制動效能。此設(shè)計中 令=90=90=363.3.5 摩擦襯片的摩擦系數(shù)摩擦片摩擦系數(shù)對制動力矩的影響很大，選擇摩擦片時不僅希望其摩擦系數(shù)要高些，更要求其熱穩(wěn)定性要好，受溫度和壓力的影響要小。不能單純地追求摩擦材料的高摩擦系數(shù)，應(yīng)提高對摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性和降低制動器對摩擦系數(shù)偏離正常值的敏感性的要求，后者對蹄式制動器是非常重要的。各種制動器用摩擦材料的摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為0.30.5，少數(shù)可達0.7。一般說來，摩擦系數(shù)愈高的材料，其耐磨性愈差。所以在制動器設(shè)計時并非一定要追求高摩擦系數(shù)的材料。當前國產(chǎn)的制動摩擦片材料在溫度低于250時，保持摩擦系數(shù)已無大問題。本設(shè)計取=0.3。3.4鼓式制動器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.4.1 制動鼓摩擦襯片的摩擦系數(shù)制動鼓應(yīng)具有非常好的剛性和大的熱容量，制動時其溫升不應(yīng)超過極限值。制動鼓的材料應(yīng)與摩擦襯片的材料向匹配，以保證具有高的摩擦系數(shù)并使工作表面摩擦均勻。中型，重型載貨汽車和中型、大型客車多采用灰鑄鐵HT200或合金鑄鐵制造的制動鼓；輕型貨車和一些轎車則采用鋼板沖壓成形的輻板與鑄鐵鼓筒部分鑄成一體的組合制動鼓；帶有灰鑄鐵內(nèi)鼓筒的鑄鋁合金制動鼓在轎車上得到了日益廣泛的應(yīng)用；鑄鐵內(nèi)鼓筒與鋁合金也是鑄到一起的，這中內(nèi)鑲一層珠光體組織的灰鑄鐵作為工作表面，其耐磨性和散熱性都很好，而且減少了質(zhì)量。本設(shè)計采用的制動鼓材料：鑄鐵內(nèi)鼓筒與鋁合金鑄到一起3.4.2 制動蹄轎車和微型，輕型載貨汽車的制動蹄管飯采用T形型鋼碾壓或鋼板沖壓-焊接制成；大噸位載貨汽車的制動蹄則多采用鑄鐵、鑄鋼或鑄鋁合金制成。制動蹄的結(jié)構(gòu)尺寸和斷面形狀應(yīng)保證其剛度好，單小型車用鋼板制的制動蹄腹板上有時開有一、兩條徑向槽，使蹄的彎曲剛度小些，以便使制動蹄摩擦襯片與制動鼓之間的接觸壓力均勻，因而使襯片的磨損較為均勻，并可減少制動時的尖叫聲。制動蹄腹板和翼緣的厚度，轎車的約為3mm5mm；貨車的約為5mm8mm。摩擦片的厚度，轎車的多為4.5mm5mm。本設(shè)計制動蹄選用：T形HT200制動蹄腹板厚度：5mm制動蹄翼緣厚度：5mm摩擦襯片厚度：5mm3.4.3 制動底板制動底板是除制動鼓外制動器各零件的安裝基體，應(yīng)保證各安裝零件相互間的正確位置。制動底板承受著制動器工作時的制動反力矩，因此它應(yīng)該有足夠的剛度。剛度不足會使制動力矩減小，踏板行程增大，襯片磨損也不均勻。本設(shè)計底板的材料：HT2003.4.4 后輪制動輪缸直徑與工作容積的設(shè)計計算 （3.16）式中：p考慮到制動力調(diào)節(jié)裝置作用下的輪缸或灌錄液壓，p=8Mp12Mp。 ?。簆=10Mp經(jīng)查比亞迪F3轎車使用與維護手冊得： P=7065N所以： =30mm 根據(jù)GB7524-87標準規(guī)定的尺寸中選取,因此輪缸直徑為30mm5。 一個輪缸的工作容積 根據(jù)公式 （3.17） 式中：一個輪缸活塞的直徑； n輪缸活塞的數(shù)目； 一個輪缸完全制動時的行程： 初步設(shè)計時可取2mm-2.5mm =2mm 式中：消除制動蹄與制動鼓間的間隙所需的輪缸活塞行程。 由于摩擦襯片變形而引起的輪缸活塞。 ，分別為鼓式制動器變形與制動鼓變形而引起的輪缸活塞行程。 得一個輪缸的工作容積： =2826mm 3.5制動性能分析3.5.1 制動性能評價指標汽車制動性能主要由以下三個方面來評價：（1）制動效能，即制動距離和制動減速度；（2）制動效能的穩(wěn)定性，即抗衰退性能；（3）制動時汽車的方向穩(wěn)定性，即制動時汽車不發(fā)生跑偏、側(cè)滑、以及失去轉(zhuǎn)向能力的性能6。3.5.2 制動效能制動效能是指在良好路面上，汽車以一定初速度制動到停車的制動距離或制動時汽車的減速度。制動效能是制動性能中最基本的評價指標。制動距離越小，制動減速度越大，汽車的制動效能就越好9。3.5.3 制動效能的恒定性制動效能的恒定性主要指的是抗熱衰性能。汽車在高速行駛或下長坡連續(xù)制動時制動效能保持的程度。因為制動過程實際上是把汽車行駛的動能通過制動器吸收轉(zhuǎn)換為熱能，所以制動器溫度升高后能否保持在冷態(tài)時的制動效能，已成為設(shè)計制動器時要考慮的一個重要問題。3.5.4 制動時汽車的方向穩(wěn)定性制動時汽車的方向穩(wěn)定性，常用制動時汽車給定路徑行駛的能力來評價。若制動時發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力。則汽車將偏離原來的路徑。制動過程中汽車維持直線行駛，或按預(yù)定彎道行駛的能力稱為方向穩(wěn)定性。影響方向穩(wěn)定性的包括制動跑偏、后軸側(cè)滑或前輪失去轉(zhuǎn)向能力三種情況6。制動時發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力時，汽車將偏離給定的行駛路徑。因此，常用制動時汽車按給定路徑行駛的能力來評價汽車制動時的方向穩(wěn)定性，對制動距離和制動減速度兩指標測試時都要求了其試驗通道的寬度。方向穩(wěn)定性是從制動跑偏、側(cè)滑以及失去轉(zhuǎn)向能力等方面考驗。制動跑偏的原因有兩個： （1）汽車左右車輪，特別是轉(zhuǎn)向軸左右車輪制動器制動力不相等。 （2）制動時懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運動學上的不協(xié)調(diào)（互相干涉）。前者是由于制動調(diào)整誤差造成的，是非系統(tǒng)的。而后者是屬于系統(tǒng)性誤差。側(cè)滑是指汽車制動時某一軸的車輪或兩軸的車輪發(fā)生橫向滑動的現(xiàn)象。最危險的情況是在高速制動時后軸發(fā)生側(cè)滑。防止后軸發(fā)生側(cè)滑應(yīng)使前后軸同時抱死或前軸先抱死后軸始終不抱死7。理論上分析如下，真正的評價是靠實驗的。3.5.5 制動器制動力分配曲線分析對于一般汽車而言，根據(jù)其前、后軸制動器制動力的分配、載荷情況及路面附著系數(shù)和坡度等因素，當制動器制動力足夠時，制動過程可能出現(xiàn)如下三種情況：（1）前輪先抱死拖滑，然后后輪抱死拖滑。（2）后輪先抱死拖滑，然后前輪抱死拖滑。（3）前、后輪同時抱死拖滑。 所以，前、后制動器制動力分配將影響汽車制動時的方向穩(wěn)定性和附著條件利用程度，是設(shè)計汽車制動系必須妥善處理的問題。根據(jù)所給參數(shù)及制動力分配系數(shù)，繪制出制動力分配曲線如圖3.3：當I線與線相交時，前、后輪同時抱死。當I線在線下方時，前輪先抱死。當I線在線上方時，后輪先抱死 1 21 2I線I線（滿載）I線（滿載）I線（空載）j=0.7B 0Fb1/KNFB2/KN圖3.3轎車的I曲線和線3.5.6 制動減速度制動系的作用效果，可以用最大制動減速度及最小制動距離來評價。假設(shè)汽車是在水平的，堅硬的道路上行駛，并且不考慮路面附著條件，因此制動力是由制動器產(chǎn)生。此時=式中：汽車前、后輪制動力矩的總合。= M+ M=785+1600=2385Nm （3.18）r滾動半徑 r=370mmGa汽車總重 Ga=1200kg代入數(shù)據(jù)得=(785+1600)/0.3771200=6.16m/s轎車制動減速度應(yīng)在5.87m/s,所以符合要求。3.5.7 制動距離在勻減速度制動時，制動距離S為 S=1/3.6（t+ t/2）Va+ Va/254 （3.19） 式中：t消除蹄與制動鼓間隙時間，取0.1s t制動力增長過程所需時間取0.2s 故S=1/3.6（0.1+ 0.2/2）30+ 30/2540.7=7.2m 轎車的最大制動距離為：S=0.1V+V/150 V取30km/小時：S=0.1+30/150=9mSS 所以符合要求。3.5.8 摩擦襯片的磨損特性計算摩擦襯片的磨損與摩擦副的材質(zhì)，表面加工情況、溫度、壓力以及相對滑磨速度等多種因素有關(guān)，因此在理論上要精確計算磨損性能是困難的。但試驗表明，摩擦表面的溫度、壓力、摩擦系數(shù)和表面狀態(tài)等是影響磨損的重要因素12。汽車的制動過程，是將其機械能（動能、勢能）的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^程。在制動強度很大的緊急制動過程中，制動器幾乎承擔了耗散汽車全部動力的任務(wù)。此時由于在短時間內(nèi)制動摩擦產(chǎn)生的熱量來不及逸散到大氣中，致使制動器溫度升高。此即所謂制動器的能量負荷。能量負荷愈大，則摩擦襯片（襯塊）的磨損亦愈嚴重7。1、比能量耗散率 雙軸汽車的單個前輪制動器和單個后輪制動器的比能量耗散率分別 （3.20） （3.21）式中：汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，緊急制動時，； 汽車總質(zhì)量； ，汽車制動初速度與終速度，m/s；計算時轎車取27.8m/s； 制動時間，；按下式計算: t=27.8/6=4.6s 制動減速度， 0.6106m/s； ，前、后制動器襯片的摩擦面積；=7600mm,質(zhì)量在1.52.5/t的轎車摩擦襯片面積在200-300cm,故取=30000mm 制動力分配系數(shù)。則 =5.7轎車盤式制動器的比能量耗散率應(yīng)不大于6.0，故符合要求。=0.7轎車鼓式制動器的比能量耗散率應(yīng)不大于1.8，故符合要求。2、比滑磨功 磨損和熱的性能指標可用襯片在制動過程中由最高制動初速度至停車所完成的單位襯片面積的滑磨功，即比滑磨功來衡量： (3.22)式中：汽車總質(zhì)量 車輪制動器各制動襯片的總摩擦面積，=752cm； 汽車最高車速 許用比滑磨功，轎車取1000J/1500J/。 L=1497J/1000J/1500J/故符合要求。3.5.9 駐車制動計算(1)汽車可能停駐的極限上坡路傾斜角 (3.23) = =25式中：車輪與輪面摩擦系數(shù)，取0.7； 汽車質(zhì)心至前軸間距離； 軸距; 汽車質(zhì)心高度。最大停駐坡高度應(yīng)不小于16%20%，故符合要求。(2)汽車可能停駐的極限下坡路傾斜角 (3.24) = =16最大停駐坡高度應(yīng)不小于16%20%，故符合要求。3.6.本章小結(jié)本章的主要內(nèi)容是完成了整車參數(shù)的計算，主要有附著系數(shù)、前后軸的制動力矩等。完成這部分的計算就可以知道所設(shè)計的制動器的制動力矩從而確定制動器的參數(shù)；完成了鼓式制動器的基本參數(shù)設(shè)計，還確定了鼓式制動器的主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要有摩擦襯片的寬度、包角、起始角等；完成了鼓式制動器的基本參數(shù)設(shè)計，還確定了鼓式制動器的主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，因為此次設(shè)計的鼓式制動器的驅(qū)動力是液壓驅(qū)動，所以在本章的最后確定并設(shè)計了輪缸的工作直徑和工作容積。通過對制動減速度，制動距離和摩擦片的磨損特性以及駐車制動時的角度進行了分析和計算。所得到的數(shù)值都滿足于制動器制動時的需要。第4章 鼓式制動器的三維建模 Pro/ENGINEER Wildfire 是一套由設(shè)計至生產(chǎn)地機械自動化軟件，是一個參數(shù)化、基于特征的實體造型系統(tǒng)，并且具有單一數(shù)據(jù)庫功能。Pro/ENGINEER Wildfire 簡單易用，功能強大、互聯(lián)互通，進一步加強了產(chǎn)品的實用性，增加了許多實用的新功能，提高了整個產(chǎn)品開發(fā)體系中的個人效率和過程效率，能夠節(jié)省時間和成本，并提高產(chǎn)品質(zhì)量。目前，Pro/ENGINEER Wildfire 廣泛應(yīng)用于機械、汽車、電器、磨具等領(lǐng)域10。本章就是以Pro/ENGINEER Wildfire 軟件進行關(guān)于對鼓式制動器模型的三維建模。4.1制動蹄的建模打開PRO/E工具軟件，新建一個“零件”，命名“zhidongti”，利用“拉伸工具”。選擇FRONT面作為基準平面，進入草繪模式,繪制出制動蹄翼板的側(cè)面圖形。退出草繪模式，根據(jù)設(shè)計結(jié)果選擇拉伸寬度為“64mm”。得到圖4.1：圖4.1 制動蹄主體拔模在以上基礎(chǔ)上，建立兩個與制動蹄翼板相切的基準面，得到圖4.2：圖4.2 制動蹄曲面上基準面的建立 利用拉伸工具在所創(chuàng)建基準面DTM1上,進行拉伸圓柱銷，得到下圖，圖4.3：圖4.3 制動蹄曲面基準面上的拔模制動蹄腹板和翼緣的厚度為:轎車35mm；所以翼緣的拉伸厚度為5mm。退出草繪模式后，拉伸厚度為5mm。然后利用“打孔工具”在翼緣上適當位置打孔。在得到一個制動蹄模型后，選取整個模型，利用“鏡像”工具，以FRONG面為基準進行鏡像，得到完整制動蹄，見圖4.4。圖4.4 制動蹄完整結(jié)構(gòu)4.2摩擦片的建模利用“拉伸”工具就可以完成建模，在草繪階段繪制圓弧時保證弧度形成為108度的包角；摩擦片的厚度為5mm。拉伸厚度為64mm。單擊“完成”得到單片摩擦片，并要在此摩擦片上進行“打孔”操作，再選取這個模型利用“鏡像”工具得到完整摩擦片。如圖4.5所示：圖4.5 摩擦襯片4.3拉力彈簧建模 新建立一個“零件”，命名為“l(fā)alitanhuan”。單擊“插入”“螺旋掃描”“伸出項” ；然后確定草繪平面，操作步驟如下圖4.6所示：圖4.6 操作截圖 彈簧的高度是22.5mm；在生成彈簧的過程中，確定其彈簧的“節(jié)距值：4.5” ；確定后進入第二次草繪平面進行彈簧粗細大小的確定。最后單擊“完成”得到壓緊彈簧模型。如圖4.7所示。圖4.7 拉力彈簧4.4制動輪缸的建模 制動輪缸的建模，主要運用“拉伸”、“旋轉(zhuǎn)”、“打孔”、“拔?！钡冉Ｃ?。制動輪缸的直徑由第二章計算得出D=30mm；又知道制動輪缸的容積為2826mm。所以取制動輪缸的長度為95mm，制動輪缸的底座尺寸以匹配制動底板的尺寸的標準。最后可以得到制動輪缸的模型圖如圖4.8。圖4.8 制動輪缸4.5制動底板的建模制動底板是制動蹄、后制動輪缸、止動桿、壓桿以及支撐銷，加緊銷等零件的裝配承載底板，并要與制動鼓結(jié)合在一起。所以他的建模必須考慮到其它零件的尺寸大小，特別是固定制動蹄的部分，與放置制動輪缸的平面。運用PRO/E軟件進行制動底板的建模要綜合運用了多個知識點。設(shè)計過程如下圖4.9，圖4.10所示。圖4.9 制動底板主體拔模圖4.10 制動底板4.6制動鼓的建模 制動鼓的建模，主要運用的是“旋轉(zhuǎn)”命令。輸入計算的尺寸，進行360度旋轉(zhuǎn)；再用“打孔”工具進行軸孔和螺栓孔的建立。設(shè)計過程如下圖4.11， 圖4.12所示 。圖4.11 制動鼓主體結(jié)構(gòu)圖4.12 制動鼓4.7制動輪缸放氣螺栓的建模制動輪缸放氣螺栓的建模，主要運用的是“旋轉(zhuǎn)”命令。輸入計算的尺寸，進行360度旋轉(zhuǎn)設(shè)計結(jié)果如下圖4.13所示圖4.13放氣螺栓4.8制動輪缸油管接頭的建模制動輪缸放氣螺栓的建模，主要運用的是“旋轉(zhuǎn)”命令。輸入計算的尺寸，進行360度旋轉(zhuǎn)設(shè)計結(jié)果如下圖4.14所示圖4.14油管接頭4.9鼓式制動器的裝配及分解在Pro/E裝配模式下，可以將元件組合成裝配件，然后可以對裝配件進行修改、分析或重新定向。裝配的基本步驟是：新建組件文件；添加裝配元件；約束裝配元件，在這步驟中會用到“匹配”、“對齊”、“重合”、“定向”等相關(guān)命令，在“移動”中會多次用到“平移”和“旋轉(zhuǎn)” ；最后可以編輯裝配元件。裝配時點擊“將原件添加到組件”，可將以儲存在文件中的各個Pro/E模型添加到新建文件中。在裝配中用到的命令第一個添加的組件是后輪軸，然后依次將制動底板、后制動輪缸、制動蹄、摩擦片、制動板、壓縮彈簧、制動桿、楔形塊、制動鼓等組件依次裝配好。裝配過程如下圖4.15、圖4.16.圖4.17、圖4.18、圖4.19所示。圖4.15 制動器裝配圖一圖4.16制動器裝配圖二圖4.17制動器裝配圖三圖4.18制動器裝配圖四圖4.19制動器分解圖4.10 干涉檢查 對Pro/E裝配圖進行干涉檢查后，得出結(jié)論沒有干涉現(xiàn)象，所以設(shè)計的可行性得到了保證。4.11本章小結(jié) 本章的主要內(nèi)容是利用PRO/E軟件進行鼓式制動器的三維實體建模，并完成裝配圖和爆炸圖。這就將本次設(shè)計的實體模型建立出來。在建立模型過程中，運用了“拉伸”、“旋轉(zhuǎn)”、“打孔”、“鏡像”、“掃描”等多個命令形式。第5章 有限元分析Ansys是一款大型通用有限元分析軟件，融金融、流體、電場、聲場分析于一體，廣泛應(yīng)用于機械制造、石油化工、輕工、造船、汽車交通、土木工程、水利等領(lǐng)域，得到研究人員和設(shè)計人員的青睞17。這里將用其對摩擦襯片進行靜態(tài)分析。5.1摩擦片的有限元分析5.1.1 Ansys與Pro/E連接的建立ANSYS在默認的情況下是不能直接對Pro /E中的pat(或asm)文件進行直接轉(zhuǎn)換的,必須通過以下對ANSYS設(shè)置連接過程進行激活模塊:鼠標點擊“開始程序ANSYS8.0UtilitiesANS_ADM IN”,出現(xiàn)如圖1的對話框,選擇configuration optionsOK,接下來的對話框順序選取。Configuration Connection for Pro/EOK，ANSYSMultiphysics & WIN 32OK，圖5.1 接口的建立完成后ANSYS提示已在自己的安裝目錄中成功生成config anscon文件,如圖2所示,記下config anscon的路徑。在接下來出現(xiàn)的對話框中“Pro/Engireer Installation path”選項后輸入Pro/E的起始安裝路徑如“C: Program Files proeWildfire3.0 ”:“Language used with Pro /Engineer”選項用默認的usascii,點擊OK。出現(xiàn)對話框提示在Pro /E目錄下建立了一個protk.dat文件,圖5.2生成config anscon點擊確定完成配置,運行Pro /E,工具菜單后面出現(xiàn)了ANSYS8.0,說明連接成功了。運行Pro/E打開某零件三維模型圖，點擊ANSYS8.0下的ANSYSGeom按鈕，則模型自動導(dǎo)入到ANSYS中，此時ANSYS8.0軟件自動打開，點擊Plot下的Volume，則模型導(dǎo)入成功。5.1.2 Pro/E導(dǎo)出IGES（*.Igs）文件首先, 在Pro/E 環(huán)境下建立好零件模型或者完成零部件的裝配, 然后, 選擇主菜單【文件】下的【保存副本】子菜單, 彈出保存副本對話框后, 文件類型選擇IGES( *.igs) ,在【新名稱】框內(nèi)為模型輸入新名稱,點擊【確定】按鈕會彈出輸出IGES對話框, 在輸出IGES 對話框中可以設(shè)置輸出圖元的類型、參考坐標系以及IG ES 文件結(jié)構(gòu)。輸出的圖元類型有: 線框邊、曲面、實體、殼、基準曲線和點, 缺省輸出圖元是曲面, 缺省是輸出所有面組, 點擊【面組.】選擇特定面組輸出?？梢赃x擇多種圖元類型進行輸出, 但是不能同時輸出曲面和實體或者曲面和殼。單擊【定制層.】按鈕設(shè)置各層的輸出特性。文件結(jié)構(gòu)類型有: 平整、一級、所有級別、所有零件, 默認輸出為平整。平整: 將組件的所有幾何輸出到一個IGES 文件。導(dǎo)入到另一個系統(tǒng)時, 該組件就擔當一個零件的角色。應(yīng)將每一個零件分別放到一個層上, 以便在接受系統(tǒng)中能加以區(qū)別。一級: 輸出一個組件的IGES 文件, 該文件只包含頂級幾何( 如組件特征) 。所有級別: 輸出一個組件的IGES 文件。用它可創(chuàng)建帶有各自的幾何和外部參照的元件零件和子組件。該選項支持所有層次。所有零件: 將一個組件作為多個文件輸出到IGES, 這些文件中包含所有元件和組件特征的幾何信息。零件使用相同的參照坐標系, 使接受系統(tǒng)中的重新裝配更加容易。點擊【確定】完成。ANSYS 導(dǎo)入IGES( *.igs) 文件的方法有兩種: 一種是通過ANSYS軟件的用戶界面操作導(dǎo)入; 一種是通過輸入命令導(dǎo)入。本上機采用第一種方法。通過用戶界面操作導(dǎo)入IGES 的步驟是:選擇主菜單【File】下的子菜單【Import】的次級子菜單【IGES.】, 彈出導(dǎo)入IGES 屬性設(shè)置對話框, 在導(dǎo)入IGES 屬性設(shè)置對話框中可以設(shè)置: 是否導(dǎo)入所有數(shù)據(jù)，是否合并圖元, 是否創(chuàng)建實體，是否刪除小面。點擊【OK】按鈕彈出文件路徑選擇對話框,在文件路徑選擇對話框中選擇好所需精度, 輸入IGES 文件路徑后, 點擊【OK】按鈕完成IGES 文件導(dǎo)入。5.1.3 將摩擦片Pro/E模型導(dǎo)入Ansys 將摩擦片模型導(dǎo)入Ansys軟件中，如圖5.3所示。 圖5.3 摩擦襯片模型導(dǎo)入5.1.4 將摩擦片進行網(wǎng)格劃分Ansys單元庫中有100多種單元類型，